Springen naar inhoud

Oefening thermodynamica


  • Log in om te kunnen reageren

#1

velgrem1989

    velgrem1989


  • >100 berichten
  • 228 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 januari 2010 - 20:15

Een cilinder is verdeelt door een wrijvingsloze zuiger in 2 symmetrische stukken (m, v, T, p)
De cilinder en zuiger zijn adiabatisch.
T0 = 300K

Op deel A wordt elektrische arbeid verricht tot het is opgewarmd tot 500K. De zuiger is op ieder ogenblik in evenwicht De vraag is dan om de Temperatuur op het einde in B te berekenen en de geleverde elektrische arbeid.

we kunnen de wet van poisson gebruiken die zegt dat pv^K = constante

dus voor B op het einde : p_B * v_B^K = p_0 * v_0^K

met p_B = p_A is het duidelijk dat voor A deze wet van poisson niet opgaat, want dan zoude ook de volumes gelijk blijven, waardoor ook de temperaturen zouden moeten gelijk blijven.

Maar waarom geldt voor A de wet van Poisson niet ? ik zie geen verschil met B?
Ik denk dat het met reversibiliteit te maken heeft, dat de geleverde arbeid misschien niet reversibel is, maar wat dan moest dat wel zo zijn ? of kan dat nooit dan ?

Alvast bedankt !

Bijgevoegde miniaturen

  • oefening.jpg

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

TerrorTale

    TerrorTale


  • >100 berichten
  • 146 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 januari 2010 - 11:05

ik denk dat je er vanuit gaat dat de de druk in B en A op elk moment gelijk blijft aan hun begindruk?
maar ik denk niet dat dat zo moet zijn, de druk in B en A blijven op elk moment gelijk aan elkaar, maar ze kunnen wel verschillen tegenover de begindruk.
Wanneer de druk in A stijgt, verkleint het volume in B (en vergroot het volume in A), zodat de druk in B ook stijgt.

Juist doordat het volume en de temperatuur in A en B zich kunnen aanpassen blijft de druk in beide vaten gelijk.

#3

velgrem1989

    velgrem1989


  • >100 berichten
  • 228 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 januari 2010 - 14:11

ik denk dat je er vanuit gaat dat de de druk in B en A op elk moment gelijk blijft aan hun begindruk?
maar ik denk niet dat dat zo moet zijn, de druk in B en A blijven op elk moment gelijk aan elkaar, maar ze kunnen wel verschillen tegenover de begindruk.
Wanneer de druk in A stijgt, verkleint het volume in B (en vergroot het volume in A), zodat de druk in B ook stijgt.

Juist doordat het volume en de temperatuur in A en B zich kunnen aanpassen blijft de druk in beide vaten gelijk.

Ja, dat bedoelde ik hoor, ik begrijp in feite gewoon niet waarom je in B de wetten van poisson mag gebruiken (pv^K = cte)
en in A niet.

#4

TerrorTale

    TerrorTale


  • >100 berichten
  • 146 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 januari 2010 - 14:18

Wat betekent adiabatisch?

Wat doet de elektrische arbeid?

daarom mag het niet in A..

#5

velgrem1989

    velgrem1989


  • >100 berichten
  • 228 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 januari 2010 - 14:22

Wat betekent adiabatisch?

Wat doet de elektrische arbeid?

daarom mag het niet in A..


Euhm, adiabatisch geen warmtetransport en die elektrische arbeid , die levert arbeid via een weerstand, dus die is dan irreversibel? is het daarom ?

#6

TerrorTale

    TerrorTale


  • >100 berichten
  • 146 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 januari 2010 - 14:26

wel bij een adiabatisch proces is Q=0
dus inderdaad er is geen warmtetoevoer of afvoer bij een adiabatisch proces

maar hier is er wel warmtetoevoer, dus is het geen adiabatisch proces.
dat denk ik toch..

wat je bedoelt met irreversibel begrijp ik niet

#7

velgrem1989

    velgrem1989


  • >100 berichten
  • 228 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 januari 2010 - 14:32

wel bij een adiabatisch proces is Q=0
dus inderdaad er is geen warmtetoevoer of afvoer bij een adiabatisch proces

maar hier is er wel warmtetoevoer, dus is het geen adiabatisch proces.
dat denk ik toch..

wat je bedoelt met irreversibel begrijp ik niet

Ja, mm, dat is in feite een sterk punt , maar ergens in mijn cursus staat dat je bij een weerstand van arbeid spreekt als je de weerstand bij in je stelsel rekent (en dat doe je hier in feite, want heel volume A is het stelsel dat we bekijken, en daar zit de weerstand in) en als je het stelsel bekijkt met alles behalve weerstand , dan is het warmte toevoer.

irreversibel wil zeggen dat het proces niet omkeerbaar is, zoals wrijving, die energie gaat maar in 1 richting. En zo hier ook , de weerstand levert energie, maar die energie krijg je niet meer in de weerstand.

#8

TerrorTale

    TerrorTale


  • >100 berichten
  • 146 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 januari 2010 - 14:43

om je redenering te volgen:

de weerstand zit wel in je systeem, maar een weerstand op zich betekent niet erg veel, door de weerstand loopt stroom, die gedeeltelijk omgezet wordt in warmte. Er is dus wel warmte toevoer van buitenaf.

een adiabatisch proces heeft toch niets te maken met een reversibel proces? ik dacht dat je daar pas rekening mee moest houden als je over entropie spreekt.

of ja nu snap ik denk ik wel wat je bedoelt met het adiabatisch proces en irreversibel proces en misschien kan je het zo ook wel uitleggen maar dat weet ik niet.

#9

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 09 januari 2010 - 16:13

Maar waarom geldt voor A de wet van Poisson niet ? ik zie geen verschil met B?

Poisson geldt alleen voor isentropische compressie of isentropische expansie. Isentropisch is omkeerbaar adiabatisch.
B wordt omkeerbaar adiabatisch gecomprimeerd maar de expansie van A is niet adiabatisch en dus niet isentropisch.

Om de Tb in B te bepalen moet je voor B zowel Poisson als de ideale gaswet gebruiken, en voor A alleen de ideale gaswet terwijl je Ta al weet. En bovendien geldt dat Pa = Pb en Va + Vb = 2 * Vo

Nu is het alleen nog algebra.
Hydrogen economy is a Hype.

#10

velgrem1989

    velgrem1989


  • >100 berichten
  • 228 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 januari 2010 - 16:32

Poisson geldt alleen voor isentropische compressie of isentropische expansie. Isentropisch is omkeerbaar adiabatisch.
B wordt omkeerbaar adiabatisch gecomprimeerd maar de expansie van A is niet adiabatisch en dus niet isentropisch.

Om de Tb in B te bepalen moet je voor B zowel Poisson als de ideale gaswet gebruiken, en voor A alleen de ideale gaswet terwijl je Ta al weet. En bovendien geldt dat Pa = Pb en Va + Vb = 2 * Vo

Nu is het alleen nog algebra.


okť, bedankt.

Maar wat zou er nu gebeuren indien op een of andere manier wel reversibele arbeid aan A wordt geleverd ? dan geldt voor beide Poisson, dus blijven ze bijgevolg gelijk in p, v en T. Maar dat lijkt me maar vreemd :s.

mm, tenzij dat mss bij reversibele arbeid het steeds zo is dat B steeds even hard tegenwerkt waardoor er niets kan gebeuren ? Bijgevolg kan je dus niet reversibel A zijn temperatuur laten stijgen ?

Wat is er nu eigenlijk zo irreversibel aan het proces trouwens ? ik begrijp wel dat de energie niet terug naar de weerstand kan gaan? maar als pB steeds gelijk aan pA, dan stijgt pA toch ook geleidelijk ? als de toestand op ieder ogenblik in B vast ligt, dan geldt dat toch ook voor A ? want uit vB haal je vA , en pB=pA, dus is de temperatuur ook op ieder moment gekend ? dat is in feite toch eigen aan een reversibel proces , als op ieder ogenblik de toestand gekend is.

#11

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 09 januari 2010 - 17:16

Het gaat er in dit vraagstuk niet om of de arbeid die aan A toegevoegd reversibel is of niet. Er wordt in feite niet echt arbeid toegevoegd aan A maar warmte. Het vraagstuk spreekt weliswaar van elektrische arbeid maar dat vind ik een ongelukkige woordkeuze; het zal een gloeidraad zijn die warmte toevoert of een propeller die de arbeid van de elektromotor omzet in wrijvingswarmte.

In deze opstelling kan de zuiger alleen bewegen als er aan ťťn van beide zijden de temperatuur verhoogd wordt door warmte toe te voegen. De zuiger bewegen d.m.v. arbeid zou betekenen dat er een drijfstang aan die zuiger zou moeten zitten maar dan is het een heel ander vraagstuk.
Hydrogen economy is a Hype.

#12

velgrem1989

    velgrem1989


  • >100 berichten
  • 228 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 januari 2010 - 17:23

Het gaat er in dit vraagstuk niet om of de arbeid die aan A toegevoegd reversibel is of niet. Er wordt in feite niet echt arbeid toegevoegd aan A maar warmte. Het vraagstuk spreekt weliswaar van elektrische arbeid maar dat vind ik een ongelukkige woordkeuze; het zal een gloeidraad zijn die warmte toevoert of een propeller die de arbeid van de elektromotor omzet in wrijvingswarmte.

In deze opstelling kan de zuiger alleen bewegen als er aan ťťn van beide zijden de temperatuur verhoogd wordt door warmte toe te voegen. De zuiger bewegen d.m.v. arbeid zou betekenen dat er een drijfstang aan die zuiger zou moeten zitten maar dan is het een heel ander vraagstuk.

okť, bedankt, ik begrijp het wel denk ik.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures